体育教学元宇宙构建初探

康厚良

(苏州市职业大学 体育部, 江苏 苏州 215000)

习近平总书记强调,体育强国的基础在于群众体育,体育兴则国兴,体育强则国强。党的十八大以来,全民健身受到前所未有的高度重视——全民健身上升为国家战略,我国明确提出广泛开展全民健身活动、加快推进体育强国建设的目标[1]。高校体育教学在向学生传授体育知识、为学生树立正确的体育锻炼理念与实践方面一直扮演着重要角色。但是,体育课程内容贫乏、体育场馆和设施资源有限、学生技战术掌握不全面、学生在锻炼过程中存在安全隐患等问题一直阻碍着高校体育的健康发展。随着信息技术和互联网技术的不断发展,体育翻转课堂、虚拟体育课堂、体育慕课、体育微课等教学模式与手段推陈出新,在一定程度上改善了高校体育课程所面临的问题[2],学生的学习积极性和主动性得到了一定程度的提高。但是,高校体育课程内容几乎囊括了从竞技体育到休闲、传统养生等的所有项目类别,加之众多体育课程对场地、器材要求比较高(例如高尔夫、壁球、网球、棒垒球、篮球、排球等)[3],使得信息技术与高校体育教学的融合难以深入[4],所涉猎的运动项目也非常局限,很难实现在众多项目中的有效推广。

近年来,线上教学的需求空前增长,仅2020年在线学习的学生人数就突破3亿[5],在线教育得到大规模的推广与运用,也引发了人们对信息技术时代高校体育教与学的新思考[6]。当今大学生的“宅”现象越来越严重[7],学生外出的时间变少,更加消减了学生运动的积极性。因此,若要实现高校体育线上课程的有效教学,除了应和线下教学一样,完成所涵盖体育项目的教学内容、有效监督学生的学习情况和运动成效之外,还需要有效提高学生居家锻炼的积极性,增强学生的身体素质。上述目标如果仅仅依托传统信息技术与体育教学的融合是无法实现的。以虚拟现实、增强现实、虚拟世界、数字孪生为代表的视觉沉浸技术[8],特别是元宇宙的提出,为高校体育教学注入了新的活力。通过构建体育教学元宇宙,能够实现体育教学和体育锻炼在时间和空间上的完全跨越,使学生的学习自由度和锻炼空间得到巨大提升。

1 元宇宙的概念及特征

元宇宙(Metaverse)是视觉沉浸技术发展的最新阶段,其本质是一个平行于现实世界的在线数字空间,核心是由虚拟现实技术所构建的虚拟世界。视觉沉浸技术至今已经历了四个阶段的演化,第一阶段为桌面式虚拟现实,以基于互联网的三维虚拟世界Second Life为代表;第二阶段为沉浸式虚拟现实,以Oculus和HTC Vive等公司的VR终端设备及其应用为代表;第三阶段为扩展现实和数字孪生,以虚拟现实(VR)、增强现实(AR)、混合现实(MR)和数字孪生技术的应用为代表;第四阶段为元宇宙初级阶段,以VR/AR/MR、5G网络、人工智能、区块链、云计算等新兴技术的融合应用为代表[9]。作为视觉沉浸技术发展的最新阶段,元宇宙包括四个方面的特征:虚拟与现实的深度融合、智能数字化技术的集合、线上和线下一体化关系、加深用户思维的表象化[10]。其中,“虚拟与现实的深度融合”要求虚拟世界既是现实世界的数字化复制品,又包含虚拟世界的自主创造物,可以为用户的活动提供更大的空间自由度。

智能数字化技术的集合,表示元宇宙是一个极致开放、自由、复杂与巨大的综合系统[9],它的组建依托VR/AR/MR、区块链、通信技术、云计算、物联网与人工智能等数字技术。

线上和线下一体化关系,意味着元宇宙中虚拟与现实的界限将不再清晰,用户可以依据个性化需求在虚拟与现实世界中随意转换,完成学习、工作、生活等社会活动。

加深用户思维的表象化,指的是元宇宙能够让用户利用海量资源和技术工具实现“可见即可感知”“可想即可尝试”等抽象思维表象化的过程。

综上所述,元宇宙四方面的特征非常适用于高校的教学过程,特别是适用于项目类型众多、场地、器材,甚至是对季节、气候都有特殊要求的高校体育教学。依托元宇宙,体育教学可以真正摆脱教学过程在时间和空间上的限制,原来在很多高校都无法实地开设的体育项目(例如射击、跳伞、赛车等),以及对场地要求较高(例如马术、龙舟、帆船等)、季节性较强的体育项目(例如冲浪、高山滑雪、冰壶等),也可以轻松加入实际的体育教学中,最大限度保障了学生对于多种体育项目的体验需求,充分发挥了学生在体育学习中的自由度,从而实现学生体育学习的全面发展。

2 元宇宙中相关技术在高校体育教学中的应用

实际上,元宇宙中包含的形象、直观并可以交互的三维场景技术在体育教学领域中是一直存在的。早在2013年,刘衡等人就提出了构建基于虚拟现实技术的新型体育教学模式,并认为虚拟现实技术在体育教学中的应用将是体育教育界发展的一次飞跃[11]。其后,茅洁提出了基于VR、AR、MR技术融合的大学体育教学,在虚拟现实技术的基础上,更强调用户在虚拟环境中的沉浸性与交互性,通过虚拟现实技术“虚中有实、实中有虚、虚实结合”的特性来实现体育教学场地利用的最大化、教学内容的个性化[12],并使用Unity 3D ShaderLab技术结合智能终端设备实现了增强现实技术在游泳教学中的实践[13];陈玲敏将体感设备应用到了羽毛球的教学过程中,并通过问卷调查等方式论证了体感设备在体育教学中能够更好地促进学生的主动学习,调动学生学习的积极性[7];鞠明杰等人也将虚拟现实技术应用到了篮球、足球、羽毛球和网球的典型技能的教学过程中,并通过两组对比实验表明,学生的学习积极性、成绩都有了显著提高[14]。国外研究方面,Soltani等人将AR技术应用于体育教学中,既有利于缩小不同水平球员之间的差异,同时也能有效改善观众的观看体验[15]。Loduca提出了一种用于虚拟和增强现实运动训练的系统、设备和方法,具体阐述了虚拟现实设备在实际教学中的使用方法[16]。Sawan等人阐述了增强现实,特别是混合现实在体育产业中的应用,特别是在自行车、足球、健身、板球、冬季运动等方面的初步尝试与应用[17]。Almusawi等人通过走访38名高校教师,对可穿戴式设备在体育教学中的应用基础和前景进行了深入调研[18]。

虽然,目前已有的相关研究尚未达到元宇宙所描绘的那种超前绚丽的蓝图,元宇宙的发展也仍处于初级阶段,并且对元宇宙在各个领域的应用也存在一定争议。但是,元宇宙的优势是显而易见的。其中,在 2022年的北京冬季奥运会上,开幕式中通过利用虚拟3D技术展现了风格化的山水图像、实现了虚拟歌手洛天依的登台献唱;而在比赛期间,利用了AI手语主播来担任冬奥会的手语翻译,同时利用数字孪生场馆模拟仿真系统(VVS, Venue Simulation Services)实现了观众的“沉浸式”观赛[19];另外,2022年8月5日开幕的首届上海虚拟体育公开赛(shanghai virtual sports open,简称svs)暨莓塔体育元宇宙,将传统体育与数字生活相结合,集合了基于智能模拟设备和互联网竞赛平台的体育项目,无论是体育爱好者还是“运动圈外人”都能通过互联网和模拟器,突破项目特定的环境和门槛,真正实现了“无界之竞”,享受“云端运动场”[20]。这些例子都说明,以元宇宙为代表的视觉沉浸技术在科技体育发展方面具有巨大潜力。因此,利用元宇宙独有的优势构建符合高校体育教学需求的体育教学元宇宙具有现实可行性。

3 体育教学元宇宙的构建

目前,元宇宙已经具备了快速发展的良好基础,元宇宙搭建所需要的通信技术、交互技术、计算能力及核心算法已初步完备。其中,5G网络能够有效提升数据的传输速率、降低延时,为元宇宙实现虚拟现实融合,搭建万物互联架构奠定基础;VR/AR/MR技术为元宇宙提供多维交互体验,为实现线上线下一体化学习提供支持;云计算和区块链技术为元宇宙中海量的数据计算提供有效保障,而人工智能技术为元宇宙的核心算法提供强有力的“大脑”[21-22]。

因此,通过元宇宙与体育教学的深度融合,教师不仅能将多种虚拟仿真教学手段集合在一起,根据教学需要创建有效的教学场景、外部环境、虚拟对抗角色等教学资源之外,还能将体育项目的动作重难点、技战术和实践环境真实、清晰地展现在学生面前,使学生能够零距离、多角度地进行交互式虚拟学习和实践,最终达到不断提高体育教学质量,激发学生学习积极性和主动性,切实增强学生体质健康的目的,由此得出体育教学元宇宙的基本结构及其具体的教学实施过程如图1所示。

图1 体育教学元宇宙及其教学实施过程

3.1 功能模块的组成

从功能模块的组成来看,体育教学元宇宙由接入设备、5G网络、云平台、AI数据分析和搭载深度学习的专家系统四个部分组成。

3.1.1 接入设备

体育教学元宇宙通过视觉、听觉、触觉和可以实现全身感官体验的VR/AR/MR设备,同时搭载高拟真的交互技术及低延迟的数据传输技术,使用户获得与现实中相同的感官刺激,产生临场的沉浸式体验。

其中,VR(Virtual Reality,虚拟现实)技术是利用计算机生成一个完全与真实世界隔绝的纯虚拟的数字世界,用户可以通过VR设备与虚拟世界进行交互[23]。常见的VR设备包括:具有头戴显示和手持交互的VR眼镜、环幕显示、全息投影、可穿戴式设备等。

AR(Augmented Reality,增强现实)技术是将计算机生成的三维虚拟信息叠加到现实场景中,用户可通过各种显示设备与虚实结合的场景进行实时交互[24]。常见的AR设备包括:计算机屏幕、手机或平板等移动智能终端设备、AR眼镜等。

MR(Mixed Reality,混合现实)技术是VR和AR技术的整合与衍生,是基于计算机技术、可视化设计以及传感技术等为用户打通虚拟和现实通道的新一代信息技术。通过对现实世界与虚拟物体进行二次计算,将虚拟情景与现实世界融为一体,利用计算机构造出全新的三维空间,用户可以在混合现实创建的画面中进行实时的交互[25]。常见的MR设备分为两种,一种是更接近于AR的Microsoft HoloLens类全息式设备;另一种是更加接近VR的Samsung HMD Odyssey沉浸式设备。

当代大学生作为互联网原住民Z世代(1995年以后出生)更习惯于线上交互,也更加关注社交、游戏、二次元、短视频等虚拟产业的发展,能够接受甚至主动追求虚拟消费和体验消费(如VR游戏、虚拟偶像、虚拟文化IP等)[26]。因此,体育教学元宇宙对多种、不同类型交互设备的支持,使学生能够更加方便、快捷地接入,实现在体育教学元宇宙中虚实相融的学习和运动体验。

3.1.2 5G技术

在体育教学元宇宙中,教学过程中所需要的数据传输量是非常巨大的。其中,用户运动跟踪、三维模型加载与渲染、人机交互、师生在线交流与互动等对数据传输的实时性和有效性有着更高的要求。第五代移动通信技术(5th Generation Mobile Communication Technology,简称5G技术)的到来,为高效的数据传输提供了有力保障。

5G技术可满足多样化的应用场景需求,具有高速度、低功耗、低延时、泛在网等特征。利用5G技术,可以将体育教学中用到的各类体育项目孪生场景、项目技巧展示、实践训练等内容放到云平台中,由云平台完成计算任务,而学生终端只完成学生的运动跟踪、孪生场景的显示和通信等简单功能,使学生能够低成本地连接到体育教学元宇宙中。

3.1.3 云平台

云平台是体育教学元宇宙在云端的综合性平台,为用户提供三维的孪生运动环境、以立体的方式呈现教师或教练的运动过程,并负责实时跟踪和记录学生和教师的运动行为、身体数据及情绪变化等。

在体育教学元宇宙中,每个用户都有一个与之对应的数字孪生体。孪生体不仅记录了单个用户的学习数据,同时也记录了他的生活、身体状况、情感、社交、思想状态等私有数据。这些数据的规模非常庞大,为了能够从海量的数据中发掘有效信息,同时又保证数据的保密性、完整性和真实性,在云平台中使用了云计算技术和区块链技术。云计算强大的分布式计算能力,支持将不同复杂度的计算任务动态分配到不同地域的服务器集群中完成,实现了应用和资源的虚拟化、用户响应的快捷化、复杂计算的分布化[27],为资源的有效共享、高效利用、全面整合、为用户在体育教学元宇宙中实时显示和实时响应的需求提供了强有力的保障。

区块链技术的去中心化、开放性、独立性和安全性为分布式数据的存储、点对点的数据传输提供了保障。首先,区块链技术采用安全性极高的非对称加密技术,结合去中心化分布式存储架构[28],确保了每个用户数据的安全性、独立性、平等性和共享性;其次,区块链技术通过建立可信任网络,使用户数据的传输过程公开、透明及可追溯,保证了数据的真实性、完整性和不可篡改性[29]。最后,区块链中各个数据终端上传的数据会根据事先定义的共享逻辑及共享规则,以自动化的方式分配给所有者或研究者,在保障个人信息私密性的同时,也能实现共有信息的最大化分享。

3.1.4 AI数据分析和专家系统

人工智能(Artificial Intelligence, AI)技术指的是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学,在图像识别、语音识别、模式识别等领域得到了广泛应用。基于AI的数据分析技术能够对云平台中的数据进行智能整理和清洗,去除其中冗余、无效的数据,降低原始数据中的噪音和干扰,为专家系统提供有效的数据保障。专家系统根据已有的高校体育教学规范、人才培养方案、体育课程标准和实施规范等规范性资料对教师的教学过程和学生的学习情况进行综合评价。

为了使专家系统也能实现自动化学习和决策进化,在专家系统中加入了深度学习技术。深度学习技术能够模仿人脑的运行机制来解释数据,通过组合底层特征形成更加抽象的高层来表示属性特征,并通过对数据反复迭代和提取的方式使属性特征更加显著。因此,搭载了深度学习技术的专家系统能够更加有效地分析云平台中的海量数据,为教师提供更加明确、细化的教学改进建议,辅助教师提高教学质量;同时,也能够为学生提供更加有效的运动方案,帮助学生更好地学习和掌握体育项目的技术动作要领,提高学习兴趣,实现体育知识的固化。教师和学生的运动方案改进后,他们新的相关数据也会上传到云平台,帮助专家系统利用深度学习技术反复迭代有效数据和提取属性特征以实现决策的不断改进和完善,提高专家系统决策的精准性和有效性,满足不同学生的个性化学习需求和教师的特色教学要求。AI数据分析、专家系统与学生的学习、教师的教学是紧密联系、相互辅助、相互促进、不断进化的循环回路。

3.2 教学过程

从教学角色和教学任务来看,在体育教学元宇宙中,高校体育的教学过程仍分为课前、课中、课后和综合评价四个阶段。

3.2.1 课前准备

在体育教学元宇宙中,每个用户都拥有一个唯一标识的身份ID,它对应的是每个用户在元宇宙中的数字孪生体。基于该身份ID,用户可以在虚拟现实中获得与现实世界中相同的身份认证、社交环境和学习平台,达到虚拟世界与现实世界的一致性。在体育教学元宇宙中,教师在课前给学生布置的学习任务将不再是指定某一具体的体育运动项目,而是给出符合教学进度和教学要求的学习目标和实践目的。

学生根据教师指定的任务目标,通过VR/AR/MR设备在任何时间、任何地点都可以接入体育教学元宇宙。然后,结合自身的兴趣爱好、身体素质和运动能力来选择对应的运动项目。体育教学元宇宙根据学生的选择,将预设的运动场景、技术动作、交互节点和情境设定等资源实时加载到学生的学习环境中,为学生建立动态、理想的学习场域。同时,学生还可以根据个体的需求对学习场域中的内容进行修改和扩展。由于学生在体育教学元宇宙中的身份ID具有唯一性,因此学生的学习进度和学习效果将被实时记录,并通过5G网络上传到“云平台”。另外,学生也可以上传现实中的运动数据到云平台作对比,分析学习效果和实践成效。通过学生在虚拟世界与现实世界中的随意转换,学生可以体验更多的运动项目,也能学会预判一些运动项目中可能存在的危险性,提高自身学习的安全性和项目学习的效率。

教师通过VR/AR/MR设备接入体育教学元宇宙,可实时远程指导学生的运动过程,通过搭载有效的体感设备以完整的虚拟个体实现对学生的远程指导。借助个体的虚拟角色,无论是对教师,还是对学生都能达到“可见即可感知”的现场交互效果,增加学生学习的临场感,帮助学生更好地内化知识。

3.2.2 课中教学

课中教学大致分为师生互动和生生互动两种。在“师生互动”环节,教师通过查阅“云平台”中学生的课前学习情况,结合教学目标和学生的个体差异性,通过实物演示、AR演示、专业运动员虚拟演示等不同方式对学生学习过程中的重点和难点问题进行技术指导和实战演练,并辅助学生在体育教学元宇宙中针对一些特别复杂、具有危险性或者是容易受伤的技术动作进行实践,以帮助学生快速掌握技术要领,保护自身安全。

借助元宇宙所提供的体育项目孪生环境,教师可以根据学生的学习情况,通过修改虚拟环境的气象和环境模型、体育项目模型、虚拟对抗角色模型的参数来创建难度更高、速度更快、协作性更强的自定义项目孪生体。例如,在羽毛球教学中,加入日照、温度等外在环境因素,增加学生的实践难度;在冲浪教学中,选择不同形状和不同规模大小的海湾,制造不同的海浪和风速,以丰富学生的实践体验;在篮球教学中,提高虚拟对手的整体水平,创设不同比赛的关键技术处理、变换主力阵容和战术配合,增加学生自身技术的训练难度,强化学生的团队配合能力,最终实现“更高、更快、更强、更团结”的奥林匹克精神。

在“生生互动”环节,学生可借助体育教学元宇宙向其他同学展示所擅长的运动项目,也可以与其他同学切磋运动技能、交流运动心得,同时还可以与“虚拟专业运动员”一较高下。另外,学生在虚拟运动环境中体验不同体育项目和竞技的同时,也能结合自身的兴趣爱好和运动特长设置适合于自身体能锻炼和体育知识内化的自定义虚拟环境(例如,在足球脚法练习中加入踢网球的练习,在篮球练习中加入荷球练习,在排球练习中加入和球练习等),增强体育项目学习的趣味性,强化体育项目的知识技能学习,增加体育锻炼的自信心与自豪感,实现学生体育学习的个性化发展,激发学生自主学习的内生动力和参与体育锻炼的热情。

由上可知,在体育教学元宇宙中的课中教学与传统的教师讲授、学生实践相结合的教学方式完全不同,教师的教学、学生的实践不再有线上和线下的区别,体育课程的教学过程可以完全选择在线上进行,也可以采用线上和线下相结合的方式,同时通过搭载无线接入设备和3d全息影像技术,使其也能完全满足教师和学生线下教学的需要。老师的教学场地和学生的实践场所将不再会受到限制,真正打破在空间上的界限,实现学生的个性化发展。

3.2.3 课后反馈

在高校体育教学过程中,体育教学元宇宙通过学生和教师使用的穿戴式设备、体感设备、手持设备或VR眼镜等交互终端来收集学生和教师的相关数据,通过AI数据分析和专家系统对教师的教学效果及学生的学习成效进行精确评估与反馈。

通过终端设备采集的可供分析的数据包括:行为数据、生理数据、言语数据和学业数据。其中,行为数据指的是学生或教师在体育教学元宇宙中完成运动项目实践而产生的身体动作、学生与教师的交互动作等行为过程中所产生的数据。通过分析行为数据,专家系统可以更加准确地了解学生的运动习惯、运动偏好及教师对学生的指导频率和知识重难点,使专家系统能够给予学生和教师更加具有针对性的反馈意见。

生理数据指的是学生或教师在运动过程中产生的呼吸、心跳、血压等基础生理数据。通过分析生理数据可以更好地了解学生的身体素质状况、可承受的运动强度和可参与的运动项目等。专家系统通过分析学生的生理数据,在运动初期给予学生一些可选的参考项目、运动建议和运动处方,有效避免学生在运动过程中发生危险或受伤的风险。并且,结合真实仿真环境和体感设备的体验,也可以让学生能够真切地认识到运动中存在的风险,如果不引起重视可能给自身带来危险和损伤。

言语数据指的是在体育教学过程中教师授课、师生互动、生生交流与实践过程中产生的语音数据。对于教师而言,通过分析言语数据,专家系统能够根据教师一节课或一段时间内课堂上的教学言语、对学生的指导言语给予教师后续教学的改进意见,提高教师的教学质量;而对于学生而言,专家系统根据学生间的交流信息、向教师的提问信息等发掘学生的学习优势、面临的困境和发展的潜力,给予学生掌握技术动作重难点、技战术的实践建议,帮助学生更好地提高理论知识与实践能力,激发学生的学习主动性和积极性。

学业数据指的是学生学习过程中既定考核、阶段性考核、最终考核和日常锻炼等多方面的考核数据。通过学业数据的分析,专家系统能够有效分析整个班级学生的整体学习情况,并结合教师的教学过程数据对学生的学习成效和教师的教学质量进行综合评估,帮助教师精准、有效、目标明确地进行教学改进,也方便管理部门对上课教师的教学情况进行监管。

不难看出,此时的“反馈”已不仅仅是对学生某一节课的学习成效的反馈,它也包括学生在一段时间内的体育运动成效、对多种运动项目的偏好和运动习惯的反馈。这些反馈信息可能是实时数据,也可能是一段时间内的统计汇总数据,突破了传统体育教学在时间上的限制,使学生体育学习和体育锻炼的时间自由度达到最大化。

3.2.4 综合评价

在体育教学元宇宙中,高校体育教学的评价不再局限于学生期末体育课程的考核结果,而是应将学生的行为习惯培养、兴趣爱好形成、体育项目技战术知识的储备和内化、体育项目的学习与创新、终身体育意识的养成等全过程、多维、高效的反馈作为学生最终的综合评价,将体育教学评价从传统的结果考核转变为过程控制与监管考核。

首先,灵活的接入方式使学生可以随时随地学习和实践,有助于调动学生的学习自主性、主动性和积极性;同时,教师可以根据学生的运动能力进展、运动学习轨迹、个人体育知识结构、体育素养水平等分析学生的运动习惯及兴趣爱好,为体育课程评价提供客观的数据支持,使学生的成绩有据可依;其次,基于区块链的数据存储与管理保证了学生技战术训练数据的真实性、完整性和不可篡改性,有助于学生训练成效的分析及关键动作的反复练习,加深学生对技术动作和技战术的理解,提高肌肉记忆水平,强化运动训练效果;同时,教师也可以更加方便地查询学生的学习内容、时长和学习效果,并及时给予学生必要的指导,帮助学生加深知识的积累及固化,有效引导学生学习与运动习惯的养成;最后,体育教学元宇宙提供的可扩展性虚拟运动场景为培养学生的学习兴趣提供了有力的技术保障,学生可以根据自身优势和学习习惯调整运动项目或场景参数,创造更适合于自身体质强化、有助于形成终身锻炼意识的运动场景,实现体育知识的内化与创新,帮助学生养成良好的体育锻炼习惯。

3.3 存在的问题

体育教学元宇宙的构建能够为现代高校体育教学带来全新的教育与学习体验,其优势不可否认,但是要将元宇宙切实融入高校体育教学中,仍然面临许多难题和障碍。

3.3.1 硬件设备昂贵,应用领域有限

目前,可用于接入元宇宙、能够为用户提供较好沉浸效果的终端设备价格普遍偏高。主流的VR一体机售价一般在2 000元以上,需要电脑或手机辅助才可以使用的VR眼镜的售价也接近1 000元。而能够提供更好的虚实融合效果的微软HoloLens2 MR眼镜的售价更达到了28 000元。与此同时,受到硬件接口、内部结构及通信方式的影响,很多硬件设备仅支持同品牌的APP或只能与同品牌的其他硬件设备连接,使得终端设备的应用领域和使用范围受到较大限制。

3.3.2 教学资源有限

体育教学元宇宙对教学内容和所使用的虚拟教学资源都有较高要求,教学内容不同于娱乐项目,它需要对运动项目中的大量细节动作进行精确描述与展示,使得相关虚拟教学资源的制作成本高、难度大。同时,还需要技术人员和授课教师根据具体的教学目标、教学内容来设计、编写大量的素材和多媒体资料以配合教学内容在元宇宙的虚拟运动环境中完美展现。但是,目前开发并已经投入实际体育教学过程中的相关虚拟资源仅包含一些简单的运动项目(例如游泳、羽毛球、高尔夫、体测项目等)。因此,要真正实现元宇宙与高校体育教学的完全融合,除了需要在教学软硬件资源、教学素材积累等方面继续加强外,也需要不同高校之间的紧密联系与密切合作,实现资源共享、优势共通。

3.3.3 适用于体育教学元宇宙的教学策略仍处于探索阶段

目前,已有很多教师和研究者开始尝试将VR技术、AR技术和体感设备应用到实际的体育教学中,但是所涉及的体育项目和应用范围仍然非常极限。与目前快速发展的视觉沉浸技术相比,体育教学与视觉沉浸技术的融合仍然不够深入,实际应用的教学策略和教学方法也仅限于特定的体育项目。因此,加强教育部门、政府职能部门和元宇宙科技公司的密切沟通和深度合作,构建功能完备的体育教学元宇宙,发掘适用于体育教学元宇宙的教学策略和实施办法,仍然需要更多的一线教师、专家、学者加入其中共同完成。

4 结语

体育教学元宇宙的构建是一个系统性的工作,技术的发展、师生需求的变化、学习资源的供给、教与学目标的变化都预示着元宇宙与高校体育教学的深度融合是一个不断改进、不断完善、不断优化的过程。2022年北京冬季奥运会向全世界呈现了一场别开生面的“科技冬奥”的盛会,也开启了元宇宙背景下体育发展的新篇章。未来,随着元宇宙软硬件条件的不断加强,高校教师与研究者对元宇宙下体育教学模式和教学策略的不断探究、应用与推广,元宇宙也将不断为高校体育教学、体育锻炼和人的全面发展注入新的活力。